Question 1 (1.5 points) (This question is related to ILO2a – “be able to comprehend the challenges and explain the principles in providing reliable communication in an unreliable medium”, and ILO3 – “be able to carry out           reliable data transfer protocols in given networks”.)

a)   Consider two hosts A and B that are quite far apart, i.e., dpg >> dtx . They are communicating using the Go-Back-N protocol with a window size of 10 and a sequence number space of 4   bits. Assuming this is a one-way data flow and A is the source of the data and B is the sink,   and packets may be lost or corrupted but without reordering. At present, the receive            window at B is at [11]. Consider the following (independent) events.

i.    B receives an uncorrupted data packet with sequence number 13. What will B do? Given this scenario, estimate what are the possible sender windows at A at this moment?         Clearly explain your answer.

ii.   B receives an uncorrupted data packet with sequence number 4. What will B do? Given this scenario, estimate what are the possible sender windows at A at this moment?       Clearly explain your answer.

b)   Consider two hosts A and B that are quite far apart. They are communicating using Selective

Repeat with a window size of 6 and a sequence number space of 4 bits. Assuming this is a     one-way data flow and A is the source of the data and B is the sink, and packets may be lost or corrupted but without reordering. At present, the receive window at B is at                         [5,6,7,8,9,10]. Consider the following (independent) events.

i.    B receives an uncorrupted data packet with sequence number 7. What will B do? Given this scenario, estimate what are the possible sender windows at A at this moment?       Clearly explain your answer.

ii.   B receives an uncorrupted data packet with sequence number 0. Is that possible? If so, what will B do and estimate what are the possible sender windows at A at this               moment? If not, explain why it is not possible. Clearly explain your answer.

iii.  B receives an uncorrupted data packet with sequence number 12. Is that possible? If so, what will B do and estimate what are the possible sender windows at A at this                 moment? If not, explain why it is not possible. Clearly explain your answer.

Question 2 (1.5 points) (This question is related to ILO2a – “be able to comprehend the challenges and explain the principles in providing reliable communication in an unreliable medium”, and ILO3 – “be able to carry out           reliable data transfer protocols in given networks”.)

Compare GBN, SR, and TCP (no delayed ACK). Assume that the timeout values for all three        protocols are sufficiently long such that 6 consecutive data segments and their corresponding  ACKs can be received (if not lost in the channel) by the receiving host (Host B) and the sending host (Host A) respectively. Suppose Host A sends 6 data segments to Host B, and the 2nd           segment (sent from A) is lost. In the end, all 6 data segments have been correctly received by   Host B.

For GBN and SR, assume the sequence number space is 5 bits and the first segment carries a      sequence number of 3 with the sender’s window being large enough to allow sending all 6          segments back-to-back. For TCP, assume that the first segment carries a sequence number of     43527 and each segment carries 1024 bytes of data. Further, assume that Receive Window and Congestion Window are large enough that would not limit the transmission, and TCP does not   adopt delayed ACK.

a)   (1.2) How many segments have Host A sent in total and how many ACKs has Host B sent in total? What are their sequence numbers (for the data segments and ACKs)? Answer this     question for all three protocols.

b)   (0.3) If the timeout values for all three protocols are much longer than 6 RTT, then which protocol successfully delivers all six data segments in the shortest time interval? Explain  your answer.

Question 3 (1.5 points) (This question is related to ILO2a – “be able to comprehend the challenges and explain the principles in providing reliable communication in an unreliable medium”, and ILO3 – “be able to carry out           reliable data transfer protocols in given networks”.)

a)   (1) Suppose that the five measured SampleRTT values are 23 ms, 65 ms, 89 ms, 33 ms, and

27 ms. Compute the EstimatedRTT after each of these SampleRTT values is obtained, using   a value of α = 0.125 and assuming that the value of EstimatedRTT was 33 ms just before the first of these five samples were obtained. Compute also the DevRTT after each sample is       obtained, assuming a value of β = 0.25 and assuming the value of DevRTT was 15 ms just       before the first of these five samples was obtained. Last, compute the TCP Timeout Interval after each of these samples is obtained. (For the precision of the calculation, please round    the numbers to two decimal places.)

b)   (0.5) Continue with part a). Consider that there isn’t any outstanding unACKed segment at   this moment; now TCP sends a new segment, but it does not receive the acknowledgement within the Timeout Interval; thus, TCP retransmits the segment. After retransmission, TCP    receives an acknowledgment after 65 ms. TCP immediately sends another new segment.      What is the Timeout Interval for this new segment? If TCP cannot receive the                           acknowledgement within this interval, it would retransmission the segment, then what is     the TCP Timeout Interval for this retransmission?